一、粉狀聚丙烯酰胺的物理、化學性質
聚丙烯酰胺是一種白色粉末或堅實的不規則鱗片狀聚合物，是非離子型的線型高分子化合物，較易溶于水，幾乎不溶于苯、乙醇、酯類、丙酮等一般有機溶劑，僅在冰醋酸、丙烯酸、乙二醇、甲酰胺、甘油、乳酸等少數溶劑中能溶解1%左右。在醋酸中，一甲酰胺混合溶液中可溶解10-15%。加熱時100℃內穩定，但在150℃以上時，易分解產生氮，在分子間發生亞胺化而不溶于水。
聚丙烯酰胺在應力之下表現出非牛頓流動性，粘度與濃度的關系如圖1，聚丙烯酰胺溶液的粘度與分子量的關系如圖2，而得濃度與粘度的關系如圖3。
聚丙烯酰胺是一反應性較強的聚合體，化學性質比較活潑，易導入離子型基團，便可進行多種反應，典型的如：
1、水解反應
聚丙烯酰胺容易用堿或酸進行水解生成聚丙烯酸或部份水解的陰離子型線型結構的聚合物：
2、羥甲基化與縮醛化
在堿性催化劑存在下能與甲醛反應得N一羥甲基丙烯酰胺：
3、磺甲基化
聚丙烯酰胺水溶液用甲醛和亞硫酸氫鈉與其反應可以導入磺酸基：
4、霍夫曼重排（Hofman）
聚丙烯酰胺的堿溶液與次氯酸鈉或次溴酸鈉作用，則酰胺基的一部份轉變為氨基，即可得到陽離子型的絮凝劑：
5、邁尼希（Mamich） 反應與胺化
將胺和甲醛與聚丙烯酰胺反應可制出氨基衍生物：
6、其他的共聚反應
如與丙烯酸類的衍生物的共聚反應，與磺酸衍生物的共聚反應。
線型聚丙烯酰胺的物理特性：
（1）降阻：能降低流體摩擦阻力，水加入微量聚丙烯酰胺就能降阻50-80%。
（2）增稠：在中性和酸性條件下均有增稠作用，當pH在10以上時容易水解。呈半網狀結構時聚丙烯酰胺增稠將更明顯。
（3）與鹽的作用：與NaCl不太作用，但遇到Ca++、Mg++時會生成白色沉淀，使粘度明顯下降。
（4）強烈的機械剪切會導致粘度下降，聚丙烯酰胺降解。
（5）粘彈性。含水后根據濃度的不同，有彈性、能伸縮并且有可塑性。
（6）吸附截留性。
（7）親水性，與離子型號，線型、網型結構有關。
（8）絮凝性，能使懸浮物質，通過電位中和架橋吸附的作用，起到絮凝的作用。
（9）能與有機或無機物進行交聯，可以人為控制達到較高的強度。
二、聚丙烯酰胺的應用
鑒于聚丙烯酰胺的物理性質和化學性質，對于聚丙烯酰胺及其共聚物已提出了一范圍較廣的應用，消耗量是大的。較重要的應用是：
水中懸浮物的絮凝和穩定化有關方面的應用，例如冶金、選礦、煤的浮選、化學工業、城市污水、工業廢料的沉淀分離過程中所面臨的問題之一，是將懸浮物進行沉淀分離的過程，除去這些水中的懸浮物或膠體微粒有各種方法，在許多情況下，由于懸浮物的比重或膠體微粒很小，而需要很長的時間來沉淀，為了加速沉淀的進行，可以使用無機物質及淀粉纖維素衍生物。
以聚丙烯酰胺體系的高分子的絮凝劑比無機物及天然有機物絮凝劑的效果高幾十倍，目前國內外聚丙烯酰胺廣泛地應用在多行業，下面列舉一些例：
1、制糖工業：蔗汁濃縮結晶之前，需要經過澄清過濾除去泥污，加入微量的聚丙烯酰胺可以加速沉降，比未加提高十幾倍至幾十倍。除了加快沉降，提高設備利用率和生產效率外，泥污微粒經過絮凝之后，易于過濾。如廣州糖廠使用聚丙烯酰胺后，創造了國內首臺快速沉淀池。聚丙烯酰胺使用量只占蔗汁量的百萬份之二，沉降速度卻增加十倍以上，工藝上改革使用連續真空吸濾機，從而代替老式的需要體力繁重的耗濾布過多的間斷的壓濾機，每年節約帆布（濾布）四千多平方公尺，石灰700噸，電力13萬度，勞動力48人，深受工人的歡迎。福建省廈門糖廠，廣西桂平糖廠、江西糖廠、四川糖廠已廣泛使用，都獲得顯著的效果。
2、冶金工業：濕法冶煉工業用聚丙烯酰胺可以加速礦漿液的固體物沉降，大大提高采收率。如鋼鐵工業的集塵廢水處理，首都鋼鐵公司已經使用多年。
處理結果：
| 處理前 | 處理 | 處理后 |
| 灰黑色廢水，固含量：3000PPM | 加入聚丙烯酰胺0.5PPM | 回收后作氣體洗水用，固含量：50PPM |
3、采煤、洗煤工業：用來回收粉煤及處理廢水、選煤廢水（回收微粉煤）例：
處理結果：
| 處理前 | 處理 | 處理后 |
| （1）沉降濃縮廢水含煤0.5% | 加入聚丙烯酰胺4PPM | 無色透明液放走 |
| （2）過濾脫水細粉煤泥石灰35% | 加入聚丙烯酰胺25PPM | 濾餅（含石灰25%）回收 |
4、化學、醫藥、工業上的應用：多用于使懸浮混濁液的懸浮物迅速下沉，從而達到分離、回收及排放目的。例如：
① 硫酸鋁生產：鋁礬土與硫酸反應后，放出來的混濁液自然沉降要近一個星期時間，而加入少量的聚丙烯酰胺攪拌均勻后，一小時則完全沉降，得到澄清的硫酸鋁水溶液（全國各地大多數廠家采用）。
② 氯堿廠的食鹽溶液澄消：用聚丙烯酰胺加速沉降，比用麩皮快十倍，大連化工廠已使用多年，效果良好。
③ 制藥方面：國內利用于四環素抗菌素分離已取得成效，如廣州抗菌素廠、華北制藥廠等。
5、輕工、紡織工業：應用在纖維紡織工業方面，代替糧食上染紗，還用于改進紗織品的防皺和防縮性能。此外，還可以用于處理纖維、染色、皮革發水，例如：染色廢水的處理。
6、造紙工業：聚丙烯酰胺在造紙工業中用途很廣，例如：
① 提高細小纖維及填料的保留率約10-15%，減少流失降低漿耗，上海紅旗造紙廠生產印刷用紙使用進口鈦白粉流失很大，使用聚丙烯酰胺后，每噸紙可以降低漿耗30-50公斤。
② 提高紙張干濕強度，造紙過程加入適量聚丙烯酰胺，能增加張力、強度、撕力、耐摺力、濕裂斷長能增加10-20倍，干紙的拉力與耐破度也可提高15-50%，裝滿水泥袋的摔袋次數從30次增至53次，拉力提高12-30%，耐摺提高10-200%。
③ 提高脫水率約15-20%，還可以增加紙漿濾水性，提高電容器紙的擊穿電壓。
④ 白水及黑液的處理：可以回收白水中纖維40%以上，同時達到排放標準。
7、石油、地質、煤碳工業：
① 油田勘探開發、地質、水利、煤炭等的勘探，應用作鉆井泥漿材料的添加劑，可以潤滑鉆頭，減阻、提高鉆速和進尺，并有一定防塌作用，對加快油田開發，地質、煤炭的勘探有明顯的效果。目前，全國油田及部份煤炭、地質勘探已普遍推廣使用。
② 油田開采等的使用方面，還應用在稠化水驅油，壓裂液和選擇性堵水，對提高采油率有顯著效果。
8、江河水澄清化及污水處理：制備工業用水及生活用水的過程中，可以代替明礬或硫酸鋁進行江河水的澄清，效果很好，量少，沉速快，特別是對于高濁度的江河水效果更為明顯。國外不僅用于生產工業用水，而且已廣泛用于自來水。
工業污水、城市污水、經過微生物法或化學方法處理后，發生不少懸浮的物質，用聚丙烯酰胺可以加速懸浮物下沉，排放清水。因此，特別近期世界環境污染問題開始提出后，如何處理工業廢水、城市污水，防止公害及環境保護，將成為國內一個重要課題。
9、水電工業：較新的小型水電站筑土壩辦法是：“水壩”就是利用含有聚丙烯酰胺的高壓水沖擊山泥，使泥水流至計劃筑壩的地方，借聚丙烯酰胺的作用，泥絮凝下來，水隨著流去，形成一條土壩，施工方便，不用挖大量土方，國外大量應用。上海養殖場已用這樣的方法筑基圍，廣東水電局亦正進行科學試驗。
10、地下工程：國外搞地下工程，利用適宜的地質，用高壓水沖擊開洞開路，如筑隧道、筑地下鐵路，加入少量聚丙烯酰胺可使沖擊后的污泥濁水的泥下沉，清水排放。沉下的泥去水后，用卡車搬走工作方便，效率高。上海地下工程公司準備用此法在上海開筑地下鐵道，試驗已初步成功。
11、其他：農業上作為土壤的凝膠劑和泥漿的穩定劑，改良土壤。軍事上軍艦降低艦阻、提高船速、水下爆炸、膠體炸藥，應用之項凡多。國外文獻均有所報導，更有待不斷在生產實踐中去推廣應用。
